环境DNA在甲壳素表面的吸附促进霍乱弧菌自然转化介导的水平基因转移

来自国际团队的研究人员揭示了霍乱弧菌(Vibrio cholerae)在海洋环境中通过甲壳素(chitin)吸附环境DNA促进自然转化(NT)的分子机制。研究发现甲壳素能富集游离DNA形成基因库，且IV型菌毛(T4P)收缩马达PilU对获取结合态DNA至关重要，为病原体进化及水平基因转移(HGT)提供了新见解。

　　

海洋环境中，人类病原体霍乱弧菌(V. cholerae)遇到甲壳素(chitin)这种海洋最丰富的结构生物材料时，会激活基因捕获技能——自然转化(natural transformation, NT)。最新研究像侦探般揭开了这个过程的精妙细节：游离的环境DNA会像磁铁般吸附在甲壳素表面，形成"基因银行"。通过荧光标记和显微成像技术，科学家首次捕捉到霍乱弧菌用纳米级"机械臂"（IV型菌毛，T4P）从甲壳素表面"钓取"DNA的实时画面。

有趣的是，当DNA自由漂浮时，细菌的PilU蛋白显得无足轻重；但面对甲壳素上牢牢吸附的DNA，这个收缩马达就变身"大力水手"——缺失PilU的突变株几乎丧失获取DNA的能力。这解释了为何海洋中随处可见的甲壳素颗粒会成为基因交换的"热点酒吧"，各种微生物的遗传物质在此自由流通。研究还发现，霍乱弧菌在甲壳素上形成的生物膜中，转化事件多发生在紧贴表面的区域，就像专挑"柜台位置"进行基因交易。

这项发现不仅揭示了环境DNA-甲壳素-菌毛机械力的三重奏如何驱动微生物进化，更为理解霍乱等病原体获得毒力基因的生态位提供了新视角。毕竟在浩瀚海洋里，这些微小生物正通过甲壳素这座"基因桥梁"，悄悄改写着自己的生存剧本。